JP2003107396A - Projection type image display device - Google Patents
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- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶素子やデジタ
ル・マイクロミラー・デバイス（以下、「ＤＭＤ」と称
する）などの画像表示手段を備えたビデオプロジェクタ
等の投写型画像表示装置に関し、詳しくは、投映画像の
明るさやコントラストなどの画像モードの切替機能を備
えた投写型画像表示装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type image display apparatus such as a video projector provided with image display means such as a liquid crystal element or a digital micromirror device (hereinafter referred to as "DMD"), and The present invention relates to a projection type image display device having a function of switching image modes such as brightness and contrast of projected images.
【０００２】[0002]
【従来の技術】投写型画像表示装置は、光源からの光に
画像情報を担持させる画像表示手段の違いにより、種々
のタイプのものが知られている。2. Description of the Related Art Various types of projection type image display devices are known, depending on the image display means for causing light from a light source to carry image information.
【０００３】例えば、画像信号により駆動される透過型
液晶表示パネルを、画像表示手段として用いた透過型液
晶プロジェクタが知られている。この透過型液晶プロジ
ェクタは、光源からの光を透過型液晶表示パネルに照射
して一部の光を透過せしめる際に、透過光に画像情報を
担持せしめ、その透過光を投映レンズによって集束せし
めてスクリーン上に映像を投映するように構成されてい
る（特開平１０-２０６８１６等）。For example, a transmissive liquid crystal projector using a transmissive liquid crystal display panel driven by an image signal as an image display means is known. This transmissive liquid crystal projector allows the transmissive liquid crystal display panel to be irradiated with light from a light source so that a part of the light is transmitted, and the transmitted light carries image information, and the transmitted light is focused by a projection lens. It is configured to project an image on a screen (Japanese Patent Laid-Open No. 10-206816, etc.).
【０００４】また、画像表示手段として強誘電性液晶素
子（ＦＬＣ素子）等の反射型液晶表示パネルを用いた反
射型液晶プロジェクタも知られている。反射型液晶表示
パネルは、光源から照射された光の一部を反射せしめる
際に、反射光に画像情報を担持せしめるように構成され
ている（特開平１０-４８７６２等）。A reflection type liquid crystal projector using a reflection type liquid crystal display panel such as a ferroelectric liquid crystal element (FLC element) is also known as an image display means. The reflective liquid crystal display panel is configured to carry image information on the reflected light when reflecting a part of the light emitted from the light source (JP-A-10-48762, etc.).
【０００５】あるいは、画像信号に応じて照射光の反射
角度を変化させ、信号光のみを投映レンズ系方向に反射
させ得る多数の光反射角可変ミラー素子を備えたＤＭＤ
を、画像表示手段として用いたプロジェクタも知られて
いる。ＤＭＤは、画像信号により約１０度の範囲で傾き
を変えることができる高反射率の矩形状の微小な鏡（ミ
ラー素子）を、ＣＭＯＳ半導体技術を用いてシリコンメ
モリーチップ上に形成してなるものであり、このＤＭＤ
を用いたビデオプロジェクタは、上記ミラー素子の角度
を変えることで光源からの光の反射方向を制御し、所望
の反射光のみをスクリーン上に集束させて映像を投映す
るように構成されている（特開平９-９６８６７等）。Alternatively, a DMD having a large number of variable light reflection angle mirror elements capable of changing the reflection angle of the irradiation light according to the image signal and reflecting only the signal light toward the projection lens system.
There is also known a projector that uses as an image display means. The DMD is formed by forming a minute rectangular mirror (mirror element) having a high reflectance capable of changing the tilt within a range of about 10 degrees according to an image signal on a silicon memory chip by using CMOS semiconductor technology. And this DMD
A video projector using is configured to project the image by controlling the reflection direction of the light from the light source by changing the angle of the mirror element and focusing only the desired reflected light on the screen ( JP-A-9-96667).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、投写
型画像表示装置は、用いられる画像表示手段の違いによ
り種々のタイプに分けることができるが、より観賞しや
すい投映画像が得られるようにすることは、全てのタイ
プに共通した課題となっている。As described above, the projection-type image display device can be classified into various types depending on the image display means used, but it is possible to obtain a projected image that is easier to view. Doing is an issue common to all types.
【０００７】例えば、屋内照明が点灯されているような
明るい周辺環境下で観賞しやすくするため、投映画像の
高輝度化が図られてきた。そのために、画像表示手段の
改良が試みられ、あるいは照明光学系や投映光学系にお
いても、光源光を有効利用するための種々の工夫がなさ
れてきたが、近年の画像表示手段の進歩、特にＤＭＤの
登場により、光源光の利用効率を飛躍的に高めることが
可能となって、投映画像の大幅な高輝度化を図れること
となった。For example, in order to make viewing easier in a bright surrounding environment where indoor lighting is turned on, the brightness of the projected image has been increased. Therefore, attempts have been made to improve the image display means, and various contrivances have been made in the illumination optical system and the projection optical system to effectively use the light from the light source. With the advent of, it became possible to dramatically improve the utilization efficiency of the light from the light source, and it was possible to significantly increase the brightness of the projected image.
【０００８】明るさが増すとコントラストはそれ程高く
なくても観賞しやすくなるため、明るい部屋での観賞に
適した投映画像を得ることは容易となったが、そのまま
の明るさでは、暗い部屋での観賞には却って観賞しにく
くなる。そこで、画像モード設定の切替スイッチを設
け、この切替スイッチを操作することにより、明るい部
屋での観賞に適した明るい投映画像が得られる画像モー
ドと、暗い部屋での観賞に適した明るさを抑えた投映画
像が得られる画像モードとを切り替えられるようにした
画像モード切替機能付きの投写型画像表示装置が実用化
されている。When the brightness is increased, the contrast is not so high and it is easy to view the image. Therefore, it is easy to obtain a projected image suitable for viewing in a bright room. On the contrary, it becomes difficult to see. Therefore, an image mode setting switch is provided, and by operating this switch, the image mode that provides a bright projected image suitable for viewing in a bright room and the brightness suitable for viewing in a dark room are suppressed. A projection type image display device having an image mode switching function, which is capable of switching the image mode in which a projected image is obtained, has been put into practical use.
【０００９】しかし、この画像モード切替機能は、光源
部から射出される光の光量自体を直接調節することによ
り、投映画像の明るさを変えて画像モード切替を行なう
方式であるため、次のような問題があった。すなわち、
投映画像が明るい場合には、コントラストがそれ程高く
なくても観賞しやすい画像が得られるが、投映画像が暗
い場合には、コントラストが高くないと観賞しにくい画
像となってしまう。したがって、投映画像の明るさを低
下させる場合は、コントラストを高めることが必要とな
るが、光源部からの射出光の光量を直接低下させる方式
では、コントラストを高めることが困難であった。However, the image mode switching function is a system for switching the image mode by changing the brightness of the projected image by directly adjusting the light amount itself of the light emitted from the light source section. There was a problem. That is,
When the projected image is bright, an image that is easy to view can be obtained even if the contrast is not so high, but when the projected image is dark, the image is difficult to view unless the contrast is high. Therefore, in order to reduce the brightness of the projected image, it is necessary to increase the contrast, but it is difficult to increase the contrast by the method of directly reducing the light amount of the light emitted from the light source section.
【００１０】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、周辺環境の明暗に応じた画像モードの切替え機能を
備え、暗い周辺環境下での観賞に適した画像モードに切
り替える場合には、投映画像の明るさを低下させつつ、
コントラストを高めることが可能な投写型画像表示装置
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a function of switching an image mode according to the brightness of the surrounding environment, and when switching to an image mode suitable for viewing in a dark surrounding environment, projection is performed. While reducing the brightness of the image,
An object of the present invention is to provide a projection-type image display device capable of increasing contrast.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の投写型画像表示装置は、光源部と、該光源
部からの光を所定の照明光として出力する照明光学系
と、該照明光学系からの前記照明光を、画像情報を担持
した画像表示光に変換して出力する画像表示手段と、該
画像表示手段からの前記画像表示光を射出して、画像投
映面上に画像を投映する投映レンズ系と、画像モード切
替の設定に応じ、明るい周辺環境下での投映に適した第
１画像モードと暗い周辺環境下での投映に適した第２画
像モードとの切替えを行なう画像モード切替手段とを備
えた投写型画像表示装置において、前記照明光学系内か
ら前記投映レンズ系内までの光路の所定位置に設置さ
れ、該所定位置における有効光束径の大きさを調節可能
な可変絞り機構を備えてなり、前記画像モード切替手段
は、前記可変絞り機構の作動を制御可能に構成され、前
記画像モード切替が、前記第１画像モードに設定された
場合には前記有効光束径が大きくなるように、前記第２
モードに設定された場合には前記有効光束径が小さくな
るように、前記可変絞り機構を作動せしめて画像モード
の切替えを行なうものであることを特徴とするものであ
る。In order to solve the above-mentioned problems, a projection type image display apparatus of the present invention comprises a light source section, an illumination optical system for outputting light from the light source section as predetermined illumination light, and Image display means for converting the illumination light from the illumination optical system into image display light carrying image information and outputting the image display light, and emitting the image display light from the image display means to produce an image on the image projection surface. The projection lens system for projecting the image and the first image mode suitable for projection in a bright surrounding environment and the second image mode suitable for projection in a dark surrounding environment are switched according to the setting of the image mode switching. In a projection type image display device including an image mode switching unit, the projection type image display device is installed at a predetermined position of an optical path from the illumination optical system to the projection lens system, and the size of an effective light beam diameter at the predetermined position can be adjusted. With variable diaphragm mechanism The image mode switching means is configured to control the operation of the variable aperture mechanism, and when the image mode switching is set to the first image mode, the effective luminous flux diameter becomes large, The second
When the mode is set, the variable aperture mechanism is operated to switch the image mode so that the effective light beam diameter becomes small.
【００１２】前記所定位置は、前記照明光学系内に設定
することができる。前記所定位置は、前記投映レンズ系
内またはその近傍に設定してもよい。The predetermined position can be set in the illumination optical system. The predetermined position may be set in the projection lens system or in the vicinity thereof.
【００１３】前記可変絞り機構は、前記照明光学系内に
設定された第１の可変絞り機構と、前記投映レンズ系内
またはその近傍に設定された第２の可変絞り機構とから
構成されたものとすることができる。前記可変絞り機構
は、該可変絞り機構自体を冷却する冷却部を備えること
が好ましい。The variable diaphragm mechanism is composed of a first variable diaphragm mechanism set in the illumination optical system and a second variable diaphragm mechanism set in the projection lens system or in the vicinity thereof. Can be It is preferable that the variable throttle mechanism includes a cooling unit that cools the variable throttle mechanism itself.
【００１４】本発明の投写型画像表示装置において、前
記周辺環境の明るさを検知し、この検知結果に基づき前
記画像モードの切替えの設定を行なう周辺環境検知手段
を設けることができる。前記画像表示手段は、デジタル
・マイクロミラー・デバイスを用いることができる。In the projection type image display device of the present invention, it is possible to provide a surrounding environment detecting means for detecting the brightness of the surrounding environment and setting the switching of the image mode based on the detection result. As the image display means, a digital micromirror device can be used.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の投写型画像表示装
置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明
する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the projection type image display device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００１６】図１は、本発明の一実施形態に係る投写型
画像表示装置の概略構成を模式的に示す図である。図１
に示すように、本実施形態に係る投写型画像表示装置１
は、例えば、ビデオプロジェクタとして使用されるもの
であり、光源部２と、該光源部２の光軸方向前段部に配
置された照明光学系３と、該照明光学系３の光軸方向前
段部に配置された画像表示手段４と、該画像表示手段４
の光軸方向前段部に配置された投映レンズ系５とを備え
ている。FIG. 1 is a diagram schematically showing a schematic configuration of a projection type image display device according to an embodiment of the present invention. Figure 1
As shown in FIG. 1, the projection-type image display device 1 according to the present embodiment
Is used, for example, as a video projector, and includes a light source unit 2, an illumination optical system 3 arranged in the optical axis direction front stage of the light source unit 2, and an optical axis direction front stage unit of the illumination optical system 3. Image display means 4 arranged in the
And a projection lens system 5 arranged at the front stage in the optical axis direction.
【００１７】照明光学系３は、光源部２からの光束（白
色光束）をＲ、Ｇ、Ｂの３色に時分割で分解するカラー
ホイール３１と、色分解された光束の密度を均一化する
ロッドインテグレータ３２と、密度均一化された光束を
中継するリレーレンズ３３とを備えている。さらに、照
明光学系３は、リレーレンズ３３により中継された光束
を反射する反射ミラー３４と、反射された光束を中継し
画像表示手段４に向けて射出するリレーレンズ３５とを
備えており、光源から入射した光束を、照明光に変換し
て画像表示手段４に向けて射出するように構成されてい
る。The illumination optical system 3 homogenizes the density of the color wheel 31 and the color wheel 31 that decomposes the light flux (white light flux) from the light source unit 2 into three colors of R, G, and B by time division. It includes a rod integrator 32 and a relay lens 33 that relays the light flux whose density is made uniform. Further, the illumination optical system 3 includes a reflection mirror 34 that reflects the light flux relayed by the relay lens 33, and a relay lens 35 that relays the reflected light flux and emits the light flux toward the image display unit 4. The light flux incident from is converted into illumination light and emitted toward the image display means 4.
【００１８】画像表示手段４は、例えば、ＤＭＤ（デジ
タル・マイクロミラー・デバイス）が用いられる。ＤＭ
Ｄは、基板上に極めて多数（約２３０万個）のミラー素
子（矩形形状をなすアルミニウムの鏡）が配列されたミ
ラー面を備えており、このミラー面を構成する各ミラー
素子の反射方向を各々独立して２方向（挟角約２０゜）
に切り替え得るように構成されている。この反射方向の
切り替えは、各ミラー素子を画素としてＤＭＤに入力さ
れる画像信号（ビデオ信号）のオンオフ制御により行な
われ、この制御により画像表示手段４は、照明光学系３
から入射した照明光を画像情報が担持された画像表示光
に変換して、投映レンズ系５に向けて射出するように構
成されている。The image display means 4 is, for example, a DMD (digital micromirror device). DM
D has a mirror surface in which an extremely large number (about 2.3 million) of mirror elements (rectangular aluminum mirrors) are arranged on the substrate, and the reflection direction of each mirror element forming this mirror surface is shown. Independently in 2 directions (angle of about 20 °)
It can be switched to. The switching of the reflection direction is performed by on / off control of an image signal (video signal) input to the DMD using each mirror element as a pixel, and by this control, the image display unit 4 is illuminated by the illumination optical system 3.
It is configured to convert the illumination light that has entered from the above into image display light carrying image information and emit it toward the projection lens system 5.
【００１９】投映レンズ系５は、図示を省略している
が、鏡胴５１内において光軸上に直列的に配置された複
数枚のレンズと、これら複数枚のレンズを光軸方向に移
動させて焦点距離を変化させ、画像倍率等を変えること
ができるレンズ移動機構とを備えており、画像表示手段
４から入射した画像表示光を画像投映面（スクリーン）
に向けて投映するように構成されている。Although not shown, the projection lens system 5 includes a plurality of lenses arranged in series on the optical axis in the lens barrel 51 and a plurality of lenses which are moved in the optical axis direction. And a lens moving mechanism capable of changing the focal length to change the image magnification and the like, and the image display light incident from the image display means 4 is projected onto the image projection surface (screen).
It is configured to project toward.
【００２０】また、投写型画像表示装置１は、照明光学
系３内のリレーレンズ３５の後段位置に配置された第１
の可変絞り機構６と、投映レンズ系５の鏡胴５１内の後
端側に配置された第２の可変絞り機構７と、これら２つ
の可変絞り機構６、７の作動を制御して投映画像の画像
モードを切り替える画像モード切替手段８とを備えてい
る。Further, the projection type image display apparatus 1 includes a first lens arranged at a rear stage position of the relay lens 35 in the illumination optical system 3.
Variable diaphragm mechanism 6, a second variable diaphragm mechanism 7 arranged on the rear end side in the lens barrel 51 of the projection lens system 5, and the operation of these two variable diaphragm mechanisms 6 and 7 to control the projected image. And an image mode switching means 8 for switching the image mode.
【００２１】第１の可変絞り機構６の、より詳細な構成
を図２に示す。同図（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図で
ある。図２に示すように、第１の可変絞り機構６は、装
置本体側に固定される基部６１と、該基部６１の一端か
ら垂直に立ち上がる、該基部と一体に形成された壁部６
２と、該壁部６２および基部６１に取り付けられた保持
型ソレノイド６３とを備えている。A more detailed structure of the first variable aperture mechanism 6 is shown in FIG. The same figure (a) is a front view and (b) is a side view. As shown in FIG. 2, the first variable aperture mechanism 6 includes a base portion 61 fixed to the apparatus main body side, and a wall portion 6 which is vertically formed from one end of the base portion 61 and which is integrally formed with the base portion.
2 and a holding solenoid 63 attached to the wall portion 62 and the base portion 61.
【００２２】壁部６２の中央部には照明光が通過する円
形の開口部６４が形成されており、該開口部６４の近傍
には略円弧状に形成された絞り羽根６５が、その一端部
に穿設されたピン孔６５ａが壁部６２に立設されたピン
６６に係挿されることによって、回動可能に軸支されて
いる。また、絞り羽根６５の他端部の近傍には、壁部６
２に立設されたピン６７に回動可能に軸支されている揺
動レバー６８が配置されている。絞り羽根６５の他端部
には長孔６５ｂが穿設されており、該長孔６５ｂには、
揺動レバー６８の一端部に形成された係合ピン６８ａ
が、長孔６５ｂ内を摺動可能に係合している。A circular opening 64 through which illumination light passes is formed in the center of the wall portion 62, and a diaphragm blade 65 formed in a substantially arc shape is formed in the vicinity of the opening 64 at one end thereof. The pin hole 65a formed in the wall is engaged with the pin 66 provided upright on the wall portion 62 so that the pin hole 65a is rotatably supported. Further, the wall portion 6 is provided near the other end of the diaphragm blade 65.
A swing lever 68 pivotally supported by a pin 67 provided upright on the second shaft is arranged. A long hole 65b is formed at the other end of the diaphragm blade 65, and the long hole 65b has
Engagement pin 68a formed at one end of the swing lever 68
, Are slidably engaged in the elongated hole 65b.
【００２３】保持型ソレノイド６３は、基部６１および
壁部６２に固定された本体部６３ａと、制御信号に応じ
て該本体部６３ａに対し移動可能に構成されたロッド部
６３ｂとを備えており、該ロッド部６３ｂの先端部に
は、揺動レバー６８の他端部に形成された保持ピン６８
ｂが摺動可能に保持されている。The holding solenoid 63 comprises a body portion 63a fixed to the base portion 61 and the wall portion 62, and a rod portion 63b movable with respect to the body portion 63a in response to a control signal. A holding pin 68 formed at the other end of the swing lever 68 is provided at the tip of the rod portion 63b.
b is held slidably.
【００２４】第１の可変絞り機構６は、照明光学系３に
おいて光束径の開口絞りとして機能するのに効果的な位
置、例えば、照明光学系３内の入射瞳位置や射出瞳位置
もしくはその近傍に設置される。開口部６４は設置位置
における照明光の有効光束径と略同じ大きさの径に形成
されており、開口部６４の中心が光軸に一致するように
設置される。なお、前記基部６１の下面には冷却フィン
６９が設けられており、照明光により熱せられ増大する
第１の可変絞り機構６自体の熱量を放出するように構成
されている。The first variable diaphragm mechanism 6 is a position effective in the illumination optical system 3 to function as an aperture diaphragm for the light beam diameter, for example, an entrance pupil position or an exit pupil position in the illumination optical system 3 or the vicinity thereof. Is installed in. The opening 64 is formed to have a diameter that is substantially the same as the effective luminous flux diameter of the illumination light at the installation position, and is installed so that the center of the opening 64 coincides with the optical axis. A cooling fin 69 is provided on the lower surface of the base 61, and is configured to release the amount of heat of the first variable diaphragm mechanism 6 itself which is heated by the illumination light and increases.
【００２５】このように構成された第１の可変絞り機構
６は、画像モード切替手段８からの制御信号により保持
型ソレノイド６３が駆動され、この保持型ソレノイド６
３の駆動に応じて、揺動レバー６８および絞り羽根６５
が連動し、絞り羽根６５が開口部６４の縁部の一部を覆
う位置と開口部６４を全開する位置との間を移動する。
絞り羽根６５が開口部６４の縁部の一部を覆うと、照明
光の有効光束の縁部が一部遮蔽され、有効光束径が小さ
くなる。有効光束径が小さくなると、照明光の光量は低
下するが、投映レンズ系５内に入射する光束が絞られて
小さくなるので、投映レンズ系５の鏡胴５１の内面で発
生する散乱光等が減少し、有害光が低減される。有害光
が低減されることによって、投映画像のコントラストは
高まることになる。また、第１の可変絞り機構６によっ
て照明系３内で有効光束径を小さくしておけば、投映レ
ンズ系５内の第２の可変絞り機構７にあたる光量が減少
するため、投映レンズ系５内の温度上昇を抑制すること
が可能となる。In the first variable aperture mechanism 6 thus constructed, the holding solenoid 63 is driven by the control signal from the image mode switching means 8, and the holding solenoid 6 is driven.
3 is driven, the swing lever 68 and the diaphragm blade 65 are driven.
Are interlocked with each other, and the diaphragm blade 65 moves between a position where a part of the edge of the opening 64 is covered and a position where the opening 64 is fully opened.
When the diaphragm blades 65 cover a part of the edge of the opening 64, a part of the edge of the effective light flux of the illumination light is shielded, and the effective light flux diameter becomes small. When the effective light beam diameter becomes smaller, the light amount of the illumination light decreases, but since the light beam entering the projection lens system 5 is narrowed and becomes smaller, the scattered light generated on the inner surface of the lens barrel 51 of the projection lens system 5 is reduced. Less and less harmful light. By reducing the harmful light, the contrast of the projected image will be increased. Further, if the effective light flux diameter is made small in the illumination system 3 by the first variable aperture mechanism 6, the amount of light hitting the second variable aperture mechanism 7 in the projection lens system 5 is reduced, so that the projection lens system 5 It is possible to suppress the temperature rise of the.
【００２６】第２の可変絞り機構７は、図示は省略する
が、第１の可変絞り機構６と略同様の構成を有してお
り、投映レンズ系５内において光束径の開口絞りとして
機能するのに効果的な位置、例えば、投映レンズ系５内
の入射瞳位置や射出瞳位置もしくはその近傍に設置され
る。なお、第２の可変絞り機構７は、投映レンズ系５内
ではなく、その外部近傍位置に設置するようにしてもよ
い。Although not shown, the second variable diaphragm mechanism 7 has a structure similar to that of the first variable diaphragm mechanism 6, and functions as an aperture diaphragm for the light beam diameter in the projection lens system 5. It is installed at an effective position, for example, at the entrance pupil position or exit pupil position in the projection lens system 5 or in the vicinity thereof. The second variable diaphragm mechanism 7 may be installed not in the projection lens system 5 but in the vicinity of the outside thereof.
【００２７】第２の可変絞り機構７は、第１の可変絞り
機構６と同様に、画像モード切替手段８からの制御信号
により駆動され、画像表示光の有効光束径の大きさを変
化させる。有効光束径を小さくすると、画像表示光の光
量は低下するが、有効光束径内の画像表示光には、画像
表示手段４等で生じた回折光などの有害光が含まれてお
り、有効光束径を小さくすると、この有害光が低減され
る。有害光を低減することによって、投映画像のコント
ラストは高まることになる。また、有効光束径が小さく
なると、投映レンズ系５内の光束が絞られて小さくなる
ので、投映レンズ系５の鏡胴５１の内面で発生する散乱
光等が減少し、有害光が低減される。The second variable aperture mechanism 7, like the first variable aperture mechanism 6, is driven by a control signal from the image mode switching means 8 to change the effective luminous flux diameter of the image display light. When the effective light beam diameter is reduced, the light amount of the image display light is reduced. However, the image display light within the effective light beam diameter contains harmful light such as diffracted light generated by the image display means 4 or the like, Reducing the diameter reduces this harmful light. By reducing the harmful light, the contrast of the projected image will be increased. Further, when the effective light beam diameter becomes small, the light beam in the projection lens system 5 is narrowed and becomes small, so that scattered light and the like generated on the inner surface of the lens barrel 51 of the projection lens system 5 are reduced, and harmful light is reduced. .
【００２８】一方、上述した第１および第２の可変絞り
機構６、７の作動を制御する画像モード切替手段８は、
図１に示すように、ソレノイド駆動回路８１を備えてお
り、このソレノイド駆動回路８１は、装置筐体１１の外
部に設置された画像モード切替スイッチ９に接続されて
いる。On the other hand, the image mode switching means 8 for controlling the operation of the first and second variable aperture mechanisms 6 and 7 described above,
As shown in FIG. 1, a solenoid drive circuit 81 is provided, and this solenoid drive circuit 81 is connected to an image mode changeover switch 9 installed outside the apparatus housing 11.
【００２９】この画像モード切替スイッチ９は、例え
ば、明るい部屋での観賞に適した第１画像モード（高輝
度モード）と、暗い部屋での観賞に適した第２画像モー
ド（シネマモード）との切替を、ユーザが適宜選択して
手動操作により行なうように構成される。画像モード切
替スイッチ９がオフ状態とされて第１画像モードが選択
された場合は、ソレノイド駆動回路８１からの制御信号
により、第１および第２の可変絞り機構６、７が駆動さ
れ、第１の可変絞り機構６により照明光の有効光束径が
大なる状態とされ、同様に第２の可変絞り機構７により
画像表示光の有効光束径が大なる状態とされる。一方、
画像モード切替スイッチ９がオン状態とされて第２画像
モードが選択された場合は、画像モード切替手段８のソ
レノイド駆動回路８１からの制御信号により、第１およ
び第２の可変絞り機構６、７が駆動され、照明光および
画像表示光の有効光束径がそれぞれ小なる状態とされ
る。The image mode change-over switch 9 has, for example, a first image mode (high brightness mode) suitable for viewing in a bright room and a second image mode (cinema mode) suitable for viewing in a dark room. The switching is configured to be appropriately selected by the user and manually performed. When the image mode changeover switch 9 is turned off and the first image mode is selected, the control signal from the solenoid drive circuit 81 drives the first and second variable aperture mechanisms 6 and 7, and the first variable aperture mechanisms 6 and 7 are driven. The variable diaphragm mechanism 6 makes the effective light beam diameter of the illumination light large, and similarly the second variable diaphragm mechanism 7 makes the effective light beam diameter of the image display light large. on the other hand,
When the image mode switching switch 9 is turned on and the second image mode is selected, the control signal from the solenoid drive circuit 81 of the image mode switching means 8 causes the first and second variable aperture mechanisms 6 and 7 to operate. Are driven so that the effective luminous flux diameters of the illumination light and the image display light are reduced.
【００３０】なお、画像モードの切替えを手動操作によ
り行なうのではなく、周辺環境の明るさを検知する光セ
ンサを設け、該光センサの検知結果に基づき画像モード
切替スイッチ９を自動的に切り替えて行なうように構成
してもよい。その場合、例えば、部屋の明るさに関して
切替基準となる所定の閾値を設定しておき、部屋の明る
さがこの閾値を超える場合は第１画像モードが選択され
るように、この閾値以下の場合は第２画像モードが選択
されるように、画像モード切替スイッチ９を自動的に切
り替え得るよう構成すればよい。Instead of manually switching the image modes, an optical sensor for detecting the brightness of the surrounding environment is provided, and the image mode switch 9 is automatically switched based on the detection result of the optical sensor. It may be configured to perform. In that case, for example, if a predetermined threshold value that serves as a switching reference for the brightness of the room is set, and if the brightness of the room exceeds this threshold value, the first image mode is selected The image mode change-over switch 9 may be automatically switched so that the second image mode is selected.
【００３１】次に、上述した如く構成された投写型画像
表示装置１の作用を説明する。まず、ユーザにより画像
モード切替スイッチ９がオフ状態とされ、明るい部屋で
の観賞に適した第１画像モードが選択された場合、ソレ
ノイド駆動回路８１からの制御信号により、第１および
第２の可変絞り機構６、７が駆動され、第１の可変絞り
機構６は照明光の有効光束径を大にする状態とされ、同
様に第２の可変絞り機構７は画像表示光の有効光束径を
大にする状態とされる。Next, the operation of the projection type image display device 1 configured as described above will be described. First, when the user turns off the image mode selection switch 9 and selects the first image mode suitable for viewing in a bright room, the control signal from the solenoid drive circuit 81 causes the first and second variable modes. The diaphragm mechanisms 6 and 7 are driven, the first variable diaphragm mechanism 6 is brought into a state of increasing the effective luminous flux diameter of the illumination light, and the second variable diaphragm mechanism 7 similarly increases the effective luminous flux diameter of the image display light. Is set to
【００３２】光源部２から照明光学系３に入射した白色
光は、カラーホイール３１によって時分割に色分解され
た後、ロッドインテグレータ３２によって密度を均一化
され、さらにリレーレンズ３３、反射ミラー３４を経て
第１の可変絞り機構６を通過する。第１の可変絞り機構
６はその開口部６４が遮蔽されていない状態にあり、照
明光は有効光束径が大なる状態、すなわち光量が大なる
状態で第１の可変絞り機構６を通過し、リレーレンズ３
５を経て照明光学系３から画像表示手段４に向けて射出
される。The white light that has entered the illumination optical system 3 from the light source unit 2 is time-divided by the color wheel 31, the density thereof is made uniform by the rod integrator 32, and the relay lens 33 and the reflection mirror 34 are made uniform. After that, it passes through the first variable aperture mechanism 6. The first variable diaphragm mechanism 6 is in a state where the opening 64 is not shielded, and the illumination light passes through the first variable diaphragm mechanism 6 in a state where the effective luminous flux diameter is large, that is, in a state where the light amount is large, Relay lens 3
It is emitted from the illumination optical system 3 toward the image display means 4 via 5.
【００３３】照明光学系３から射出され画像表示手段４
に入射した照明光は、画像表示手段４において画像情報
が担持された画像表示光に変換された後、投映レンズ系
５に向けて射出される。画像表示手段４から射出され投
映レンズ系５に入射した画像表示光は、第２の可変絞り
機構７を通過する。第２の可変絞り機構７はその開口部
が遮蔽されていない状態にあり、画像表示光は有効光束
径が大なる状態、すなわち光量が大なる状態で第２の可
変絞り機構７を通過し、鏡胴５１内のレンズ群を経て投
映レンズ系５から画像投映面（スクリーン）に向けて、
明るい部屋での観賞に適した高輝度な投映画像（例え
ば、光量1000ルーメン、コントラスト500：１）として
投映される。Image display means 4 emitted from the illumination optical system 3
The illumination light incident on is converted into image display light carrying image information in the image display means 4 and then emitted toward the projection lens system 5. The image display light emitted from the image display means 4 and incident on the projection lens system 5 passes through the second variable aperture mechanism 7. The second variable diaphragm mechanism 7 is in a state where its opening is not shielded, and the image display light passes through the second variable diaphragm mechanism 7 in a state in which the effective luminous flux diameter is large, that is, the amount of light is large, From the projection lens system 5 to the image projection surface (screen) via the lens group in the lens barrel 51,
It is projected as a high-luminance projected image (for example, light intensity 1000 lumens, contrast 500: 1) suitable for viewing in a bright room.
【００３４】一方、ユーザにより画像モード切替スイッ
チ９がオン状態とされ、暗い部屋での観賞に適した第２
画像モードが選択された場合、ソレノイド駆動回路８１
からの制御信号により、第１および第２の可変絞り機構
６、７が駆動され、第１の可変絞り機構６は照明光の有
効光束径を小にする状態とされ、第２の可変絞り機構７
は画像表示光の有効光束径を小にする状態とされる。On the other hand, the image mode selector switch 9 is turned on by the user, and the second mode is suitable for viewing in a dark room.
When the image mode is selected, the solenoid drive circuit 81
The first and second variable diaphragm mechanisms 6 and 7 are driven by the control signal from the first variable diaphragm mechanism 6, and the first variable diaphragm mechanism 6 is brought into a state of reducing the effective luminous flux diameter of the illumination light. 7
Is in a state of reducing the effective luminous flux diameter of the image display light.
【００３５】光源部２から照明光学系３に入射した白色
光は、カラーホイール３１によって時分割に色分解され
た後、ロッドインテグレータ３２に密度を均一化され、
さらにリレーレンズ３３、反射ミラー３４を経て第１の
可変絞り機構６を通過する。第１の可変絞り機構６はそ
の開口部６４の縁部の一部が遮蔽された状態にあり、照
明光は有効光束径が小なる状態、すなわち光量は低下す
るが投映レンズ系５内に入射する光束が絞られて投映レ
ンズ系５の鏡胴５１の内面で発生する散乱光等を減少さ
せることができる状態で第１の可変絞り機構６を通過
し、リレーレンズ３５を経て照明光学系３から画像表示
手段４に向けて射出される。The white light that has entered the illumination optical system 3 from the light source section 2 is time-divided by the color wheel 31, and the density thereof is made uniform by the rod integrator 32.
Further, the light passes through the relay lens 33 and the reflection mirror 34, and then passes through the first variable diaphragm mechanism 6. The first variable diaphragm mechanism 6 is in a state in which a part of the edge of the opening 64 is shielded, and the illumination light enters the projection lens system 5 in a state in which the effective luminous flux diameter is small, that is, the light amount is reduced. The illuminating optical system 3 passes through the first variable aperture mechanism 6 in a state in which the light flux to be focused is reduced and the scattered light generated on the inner surface of the lens barrel 51 of the projection lens system 5 can be reduced, and passes through the relay lens 35. Is ejected toward the image display means 4.
【００３６】照明光学系３から射出され画像表示手段４
に入射した照明光は、画像表示手段４において画像情報
が担持された画像表示光に変換された後、投映レンズ系
５に向けて射出される。画像表示手段４から射出され投
映レンズ系５に入射した画像表示光は、第２の可変絞り
機構７を通過する。第２の可変絞り機構７はその開口部
の縁部の一部が遮蔽された状態にあり、画像表示光は有
効光束径が小なる状態、すなわち光量は低下するが画像
表示手段４等で生じた回折光などの有害光が低減された
状態で第２の可変絞り機構７を通過し、鏡胴５１内のレ
ンズ群を経て投映レンズ系５から画像投映面（スクリー
ン）に向けて、暗い部屋での観賞に適した低輝度でコン
トラストが高い投映画像（例えば、光量600ルーメン、
コントラスト1000：１）として投映される。Image display means 4 emitted from the illumination optical system 3
The illumination light incident on is converted into image display light carrying image information in the image display means 4 and then emitted toward the projection lens system 5. The image display light emitted from the image display means 4 and incident on the projection lens system 5 passes through the second variable aperture mechanism 7. The second variable diaphragm mechanism 7 is in a state in which a part of the edge of the opening is blocked, and the image display light has a small effective light beam diameter, that is, the amount of light is reduced but is generated by the image display means 4 or the like. After passing through the second variable diaphragm mechanism 7 in a state in which harmful light such as diffracted light has been reduced, it passes through the lens group in the lens barrel 51 from the projection lens system 5 toward the image projection surface (screen), and goes to a dark room. Projected images with low brightness and high contrast suitable for viewing at
The contrast is projected as 1000: 1).
【００３７】以上、本発明の一実施形態に係る投写型画
像表示装置を説明したが、本発明の投写型画像表示装置
は上記実施形態のものに限られるものではなく、種々の
態様の変更が可能である。Although the projection type image display apparatus according to one embodiment of the present invention has been described above, the projection type image display apparatus of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. It is possible.
【００３８】例えば、上記実施形態装置では、周辺環境
の明暗を明るい場合と暗い場合との２段階に分け、その
明暗に応じた画像モードの切替えも２段階に設定されて
いるが、周辺環境の明暗の分け方をより多段階に設定す
ることによって、周辺環境の明暗に応じた画像モードを
より多段階に設定するようにしてもよい。For example, in the apparatus of the above embodiment, the brightness of the surrounding environment is divided into two stages, that is, bright and dark, and the switching of the image mode according to the brightness is also set in two stages. The image mode may be set in multiple stages according to the brightness of the surrounding environment by setting the light / dark division in multiple stages.
【００３９】また、可変絞り機構は、照明光学系と投映
レンズ系とのうちどちらか一方にのみ設置するようにし
てもよい。さらに、上記実施形態装置では、可変絞り機
構が絞り羽根を１枚備えた構成とされているが、光学系
との関係によっては、２枚あるいはより多くの絞り羽根
を備えた構成とすることも考えられる。The variable diaphragm mechanism may be installed only in one of the illumination optical system and the projection lens system. Further, in the above-described embodiment apparatus, the variable diaphragm mechanism is configured to include one diaphragm blade, but may be configured to include two or more diaphragm blades depending on the relationship with the optical system. Conceivable.
【００４０】また、本発明の投写型画像表示装置で用い
られる画像表示手段としては上述したＤＭＤの他、ＦＬ
Ｃ素子等の反射型液晶表示パネルや透過型液晶表示パネ
ルを用いることも可能である。As the image display means used in the projection type image display device of the present invention, in addition to the DMD described above, FL
It is also possible to use a reflective liquid crystal display panel such as a C element or a transmissive liquid crystal display panel.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の投
写型画像表示装置によれば、照明光学系内から前記投映
レンズ系内までの光路の所定位置において有効光束径の
大きさを調節可能な可変絞り機構と、この可変絞り機構
の作動を制御する画像モード切替手段を備え、有効光束
径の大小を切り替えることにより画像モードの切替えを
行なうようにしている。As described in detail above, according to the projection type image display apparatus of the present invention, the size of the effective light beam diameter is adjusted at a predetermined position of the optical path from the illumination optical system to the projection lens system. A possible variable aperture mechanism and an image mode switching means for controlling the operation of the variable aperture mechanism are provided, and the image mode is switched by switching the size of the effective light beam diameter.
【００４２】このため、暗い周辺環境下での観賞に適し
た画像モードに切り替える場合は、可変絞り機構により
有効光束径を小さくすることにより、通過する光束の光
量を低下させることで投映画像の明るさを低下させつ
つ、投映光学系内の散乱光等を低減させること、もしく
は有効光束径の縁部に含まれた有害光を除去することで
投映画像のコントラストを高めることが可能となる。Therefore, when switching to an image mode suitable for viewing in a dark surrounding environment, the effective aperture diameter is reduced by the variable aperture mechanism to reduce the light amount of the passing light flux, thereby reducing the brightness of the projected image. It is possible to enhance the contrast of the projected image by reducing the scattered light and the like in the projection optical system or by removing the harmful light included in the edge portion of the effective light beam diameter while reducing the height.
【図１】本発明の一実施形態に係る投写型画像表示装置
の概略構成を模式的に示す図FIG. 1 is a diagram schematically showing a schematic configuration of a projection-type image display device according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す第１の可変絞り機構の詳細構成を示
す正面図および側面図2 is a front view and a side view showing a detailed configuration of a first variable aperture mechanism shown in FIG.
１ 投写型画像表示装置 ２ 光源部 ３ 照明光学系 ４ 画像表示手段 ５ 投映レンズ系 ６ 第１の可変絞り機構 ７ 第２の可変絞り機構 ８ 画像モード切替手段 ９ 画像モード切替スイッチ １１ 装置筐体 ３１ カラーホイール ３２ ロッドインテグレータ ３３、３５ リレーレンズ ３４ 反射ミラー ５１ 鏡胴 ６１ 基部 ６２ 壁部 ６３ 保持型ソレノイド ６３ａ 本体部 ６３ｂ ロッド部 ６４ 開口部 ６５ 絞り羽根 ６５ａ ピン孔 ６５ｂ 長孔 ６６、６７ ピン ６８ 揺動レバー ６８ａ 係合ピン ６８ｂ 保持ピン ６９ 冷却フィン 1 Projection-type image display device 2 light source 3 Illumination optical system 4 Image display means 5 Projection lens system 6 First variable aperture mechanism 7 Second variable aperture mechanism 8 Image mode switching means 9 Image mode switch 11 Device case 31 color wheel 32 Rod Integrator 33, 35 relay lens 34 Reflection mirror 51 lens barrel 61 base 62 wall 63 Holding solenoid 63a main body 63b Rod part 64 openings 65 diaphragm blades 65a pin hole 65b long hole 66, 67 pin 68 Swing lever 68a engagement pin 68b holding pin 69 Cooling fin
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｆ 21/14 21/14 Ｄ 21/16 21/16 Ｆターム(参考） 2H041 AA16 AB14 AC06 AZ01 2H088 EA12 FA24 HA06 HA28 MA02 MA06 MA13 2H093 NA58 NC42 NC56 ND01 ND02 ND04 ND08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G03B 21/00 G03B 21/00 F 21/14 21/14 D 21/16 21/16 F term (reference) 2H041 AA16 AB14 AC06 AZ01 2H088 EA12 FA24 HA06 HA28 MA02 MA06 MA13 2H093 NA58 NC42 NC56 ND01 ND02 ND04 ND08
Claims (7)
明光として出力する照明光学系と、該照明光学系からの
前記照明光を、画像情報を担持した画像表示光に変換し
て出力する画像表示手段と、該画像表示手段からの前記
画像表示光を射出して、画像投映面上に画像を投映する
投映レンズ系と、画像モード切替の設定に応じ、明るい
周辺環境下での投映に適した第１画像モードと暗い周辺
環境下での投映に適した第２画像モードとの切替えを行
なう画像モード切替手段とを備えた投写型画像表示装置
において、 前記照明光学系内から前記投映レンズ系内までの光路の
所定位置に設置され、該所定位置における有効光束径の
大きさを調節可能な可変絞り機構を備えてなり、 前記画像モード切替手段は、前記可変絞り機構の作動を
制御可能に構成され、前記画像モード切替が、前記第１
画像モードに設定された場合には前記有効光束径が大き
くなるように、前記第２モードに設定された場合には前
記有効光束径が小さくなるように、前記可変絞り機構を
作動せしめて画像モードの切替えを行なうものであるこ
とを特徴とする投写型画像表示装置。1. A light source unit, an illumination optical system that outputs light from the light source unit as predetermined illumination light, and the illumination light from the illumination optical system is converted into image display light carrying image information. Image output means for outputting the image display light, a projection lens system for projecting the image display light from the image display means to project an image on the image projection surface, and a bright ambient environment according to the setting of the image mode switching. A projection-type image display device having an image mode switching means for switching between a first image mode suitable for projection of images and a second image mode suitable for projection in a dark surrounding environment. The image mode switching means is provided at a predetermined position of an optical path to the inside of the projection lens system, and is capable of adjusting the size of the effective light beam diameter at the predetermined position, and the image mode switching means operates the variable stop mechanism. Controllable Is, the image mode switching, the first
The variable aperture mechanism is operated so as to increase the effective light beam diameter when the image mode is set, and to decrease the effective light beam diameter when the second mode is set. A projection-type image display device characterized in that it is for switching between.
定されていることを特徴とする請求項１記載の投写型画
像表示装置。2. The projection type image display device according to claim 1, wherein the predetermined position is set in the illumination optical system.
たはその近傍に設定されていることを特徴とする請求項
１記載の投写型画像表示装置。3. The projection type image display device according to claim 1, wherein the predetermined position is set in the projection lens system or in the vicinity thereof.
に設定された第１の可変絞り機構と、前記投映レンズ系
内またはその近傍に設定された第２の可変絞り機構とか
らなることを特徴とする請求項１記載の投写型画像表示
装置。4. The variable diaphragm mechanism comprises a first variable diaphragm mechanism set in the illumination optical system and a second variable diaphragm mechanism set in or near the projection lens system. The projection type image display device according to claim 1.
体を冷却する冷却部を備えてなることを特徴とする請求
項１〜４のうちいずれか１項記載の投写型画像表示装
置。5. The projection-type image display device according to claim 1, wherein the variable diaphragm mechanism includes a cooling unit that cools the variable diaphragm mechanism itself.
知結果に基づき前記画像モード切替の設定を行なう周辺
環境検知手段を備えてなることを特徴とする請求項１〜
５のうちいずれか１項記載の投写型画像表示装置。6. A surrounding environment detecting means for detecting the brightness of the surrounding environment and setting the image mode switching based on the detection result.
5. The projection type image display device according to any one of 5.
ロミラー・デバイスであることを特徴とする請求項１〜
６のうちいずれか１項記載の投写型画像表示装置。7. The image display means is a digital micro-mirror device.
6. The projection type image display device according to any one of 6.
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